第六章-反應時與注意.ppt

1、也叫反應潛伏期（response latency）； 指刺激施于有機體之后到明顯反應開始所需要的時間。,一、反應時的含義,包括以下三個時段： 第一時段，刺激使感受器產(chǎn)生了興奮，其沖動傳遞到感覺神經(jīng)元的時間。 第二時段，神經(jīng)沖動經(jīng)感覺神經(jīng)到大腦皮質感覺中樞，經(jīng)運動神經(jīng)達到效應器官。 第三時段，效應器官接受神經(jīng)沖動后開始效應活動的時間。,一、反應時的含義,主要包括： 反應時和所作反應種類數(shù)量的關系； 反應時和反應準確性的關系； 反應時的其他影響因素等。,二、反應時研究的基本問題,（一）簡單反應時和選擇反應時,1.簡單反應時（simple reaction time） 是指給被試呈現(xiàn)單一的刺激，同時

2、要求他們只作單一的反應，這時刺激-反應之間的時間間隔就是簡單反應時。 如，短跑運動員的起跑。 簡單反應時任務是特定刺激與特定反應之間聯(lián)系，又稱之為簡單反應，須經(jīng)過學習與訓練。 多為聽覺反應時與視覺反應時。,聽覺簡單反應時,有波動； 最穩(wěn)定、最具有代表性的反應時值為130毫秒左右； 偏態(tài)，反應時似乎存在一個無法跨越的絕對界限100ms存在一種能力限制或稱“生物墻”； 感官換能、神經(jīng)傳導、大腦加工、肌肉運動的時間總和便是我們所獲得的簡單反應時。,聽覺簡單反應時,視覺簡單反應時,視覺簡單反應時在0.15秒以上。 原因：感官換能時間較長。視網(wǎng)膜的工作方式是累積性的，存在能量累積的問題。,簡單反應時比較

3、短，具有通道差異性。,不同感覺通道的簡單反應時,2.選擇反應時,根據(jù)不同的刺激物，在各種可能性中選擇一種符合要求的反應，并執(zhí)行該反應所需要的時間。 如，駕駛員開車。 又如，一個視覺選擇反應時實驗包括兩個刺激，被試必須在其中一個刺激出現(xiàn)時，按左鍵，而當另一個刺激出現(xiàn)時，按右鍵。 在作出反應之前，必須對不同刺激有所辨別，并作出不同反應的選擇。 二擇一的選擇反應時比簡單反應時長約0.07秒，這個時間是辨別和選擇所需要的時間。,（1）唐德斯（1868）的研究減數(shù)法,減數(shù)法是一種用減法方法將反應時分解成各個部分，然后來分析信息加工過程的方法。 實驗邏輯：如果一種作業(yè)包含另一種作業(yè)所沒有的某個特定的心理過

4、程，且除此之外二者在其他方面均相同，那么這兩種反應時的差即為此心理過程所需的時間。,三類反應,A反應（Areaction）：又稱簡單反應時，是復雜反應的成分或基本因素，基線時間。,B反應（Breaction） ：又稱選擇反應，包括基線操作、刺激辨認、反應選擇。,C反應（Creaction） ：又稱辨別反應，包括基線操作、刺激辨認。,（2）選擇反應時是否存在通道差異? 辨別和選擇反應過程并不因通道不同而有所不同； 反映這一過程不是外周神經(jīng)系統(tǒng)的功能，而應該是大腦的功能心理加工過程。,（3）增加選擇反應刺激是否再增加0.07秒?,多辨別一個刺激并多選擇一個反應大約需要 0.07 秒的心理加工時間，

5、是否是說，再加入一個需要辨別的刺激或一個需要選擇的反應之后，心理加工時間又得再增加 0.07 秒？ 1885年，默克爾 RT=lg N 20世紀50年代，戈熱繪制了選擇數(shù)目與反應時的關系曲線圖。,（4）選擇反應時和刺激數(shù)目的對數(shù)成比例，刺激不是同一通道會出現(xiàn)怎樣的情況? 波佩爾（E.Poppel）的實驗 通過耳機向被試的右耳呈現(xiàn)刺激，在被試的左視野呈現(xiàn)光刺激。 被試只使用右手作出反應，當見到光時按一個反應鍵，聽到聲音按另一個反應鍵。,結果：存在周期性峰值，間距為0.03-0.04秒。表明被試的選擇反應存在周期性。 解釋：腦的周期性震蕩，即由于特殊的神經(jīng)細胞網(wǎng)絡產(chǎn)生的電震蕩。 需要在不同刺激通道

6、間進行轉換時，反應時增量不再是簡單的刺激項目的對數(shù)函數(shù)，或者說，反應時增量不再是一個確定的值，而是幾個周期性增大的值。,小結： 對反應時任務的復雜度進行操縱可獲三類不同的反應時。他們之間相減可獲辨別和選擇加工所需的時間，這是唐德斯減數(shù)法的精髓，也是反應時研究的意義所在其可了解辨別和選擇兩個心理加工過程。 選擇反應時比簡單反應時復雜，其和刺激數(shù)目、不同刺激通道轉換有關。,（二）速度準確性的權衡,反應時的快慢常被作為衡量加工的自動化程度、概念的激活水平以及注意需求量等的指標。 反應時實驗中反應速度和反應準確性之間存在反向關系，在他們之間作出權衡，即為速度準確性的權衡（speedaccuracy t

7、rade-off）。,速度準確性權衡的例證,（1）泰奧斯（Theios,1975）的實驗：刺激呈現(xiàn)的概率和反應時關系的研究 視覺刺激，每次出現(xiàn)一個數(shù)字，被試對某一特定的數(shù)字（例如4）作出反應，而對其他的數(shù)字不作出反應。 自變量：數(shù)字（例如4）出現(xiàn)的概率，0.2 0.8。,結果：在不考慮錯誤率的情況下，刺激呈現(xiàn)概率基本不影響反應時。 錯誤率的均值大約在3%左右，進一步分析發(fā)現(xiàn)： （1）在這個實驗中被試的任務相當簡單； （2）被試是具有較高文化水平的大學生； （3）錯誤率的變化是有規(guī)律的。 可以認為這種錯誤率的系統(tǒng)變化是由于被試試圖保持反應的速度而導致的。,（2）帕奇勒（Pachella，1974

8、）的實驗 研究發(fā)現(xiàn)：在刺激呈現(xiàn)概率為0.2的條件下，要降低2%的錯誤率，反應時必須增加100毫秒。 因此，將錯誤率考慮進去，刺激呈現(xiàn)概率不影響反應時的結論必將受到質疑。,（3）奈特和坎特威茨（Knight&Kantowitz,1974） 自變量：兩個間隔很短的刺激，即間隔刺激 因變量：反應時、反應錯誤率 結果：如圖所示。,結果：刺激間隔和錯誤率間存在某種關系，即刺激間隔越短，錯誤率就越高。,小結 因此，在進行反應時實驗時，必須考慮兩個因變量速度和準確性。否則，會損害實驗研究的信度。 當只選擇一個因變量指標時，應對為何不使用另一個的原因有所交代。,（三）影響反應時的其他因素,1.刺激變量 刺激類

9、型 如：不同感覺通道；刺激部位，eg.視覺刺激離中央窩越遠，反應時越長；視敏度越低，反應時越長；鼻側刺激的反應時比顳側刺激短。 刺激強度 霍霍萊（Chocholle.1945）用1000赫茲強度不等的純音作反應時測定。 結果：反應時隨刺激強度的增加而減少。但減少到一定程度時有一個突破不了的“生物墻”（110ms）。 在反應時實驗中，為了維持反應時的相對穩(wěn)定，必須將刺激強度維持在一個穩(wěn)定值上。,刺激的復雜程度,謝波得和梅策勒（Shepard & Metzler，1973）的實驗。 要求：如圖，報告兩個圖形是否相同 心理旋轉角度代表刺激的復雜度，包括三個條件： （1）兩維旋轉：圖形相同，角度不同（

10、上下）； （2）三維旋轉：圖形不同，角度不同（上下，左右）； （3）圖形相似，實際不同。 結果：兩維和三維旋轉的反應時隨角度的增大而增大。,刺激的復雜程度 刺激的數(shù)目越多、任務越難，反應時越長。 刺激呈現(xiàn)方式 如，對向上和向下運動的刺激的判斷時間不同；對運動刺激的反應快于靜止刺激的反應；個別情況下，刺激終止的反應比刺激開始的反應快；刺激減弱的反應比刺激增強的反應快。,2.機體變量,適應水平 適應是指在刺激物的持續(xù)作用下，感受器的感受性發(fā)生的變化。各種感覺都有適應的問題。如視覺的明適應使視覺刺激的反應時變慢，而暗適應使反應時加快。 準備狀態(tài) 指機體對某種行為作出準備的情況。準備時間太長或太短都會

11、使反應時延長。有研究以1秒、1.5秒和2秒作為預備時間的三個水平，對蹲踞式起跑時間進行了研究，結果表明，當1.5秒時，運動員的起跑速度最快。,2.機體變量,定勢的作用 當被試注意力傾向于即將出現(xiàn)的刺激時，反應時延長；當注意力傾向于即將發(fā)出的動作時，反應時縮短。 練習次數(shù) 在一定范圍內，練習次數(shù)越多，反應越快，直到一個極限而穩(wěn)定下來。反應越復雜，練習效應越顯著。,2.機體變量,額外動機 受懲罰時反應時最快，受獎賞時稍慢，正常情況下最慢。如約翰遜（Johnson，1922）的實驗，附加動機能使聽覺反應加快： 實驗有三個條件：（1）激勵條件-將每次反應結果告知被試，因而被試得到一種略微的獎或罰的激勵

12、；（2）懲罰條件-當被試反應慢于規(guī)定時間時，其手指將會受到一次電擊，而反應時在規(guī)定的時間之內時，則不會受到電擊；（3）常態(tài)條件-沒有附加動機的影響。,2.機體變量,年齡因素 在25歲之前，反應時隨年齡的增大而變快；在25到60歲這一年齡段，反應時保持穩(wěn)定；60歲以后明顯變慢。 個別差異 不同被試之間存在差異；同一被試在不同的時間也存在差異。 心理不應期的影響 相繼給予兩個刺激，并要求對兩個刺激分別產(chǎn)生反應的時候，若兩刺激間隔短，第二個反應的時間就比較長，這種反應時間的推移叫做心理不應期。,小結,反應時基本問題實際上框定了反應時實驗設計的基本分類和主要技術要求： 根據(jù)研究的需要，確定用簡單反應時

13、任務還是選擇反應時任務； 實驗設計必須控制那些可能影響反應時的額外變量； 研究者需評估速度-準確性權衡的關系，引入準確率（正確率）指標以保證實驗信度。,用反應時間分析信息加工過程的方法概括為反應時新法（楊治良、王甦）。 主要有三種形式：減數(shù)法、加因素法和開窗實驗。 （一）相減法,？,三、反應時新法,（一）相減法 反應時相減法在認知心理學研究中的應用： 證明心理旋轉存在的實驗 證明短時記憶視覺編碼的實驗 啟動效應與負啟動效應的研究,三、反應時新法,減數(shù)法的應用,證明心理旋轉存在的實驗 心理旋轉（mental rotation）指單憑心理運作（不靠實際操作），將所知覺的對象予以旋轉，從而獲得正確知

14、覺經(jīng)驗的心理過程。 庫柏和謝波德（1973） 用減數(shù)法反應時證明了心理旋轉的存在。 邏輯：有兩個任務，他們之間除了被知覺對象需要心理旋轉的角度不同外別無差異，那么兩者的反應時之差應當就是心理旋轉完成兩者間角度差所需的時間。,邏輯,實驗材料 非對稱性的字母或數(shù)字（J、G、R、2、5、7等）。 根據(jù)正反以及不同的傾斜度，構成12種情況，如圖。 任務：不管傾斜度如何，只要判明R字母是正的還是反的，并作出反應。,五種實驗條件：,結果：字母傾斜程度越大，反應時越長。,證明短時記憶視覺編碼的實驗,Posner等，1970 給被試并排呈現(xiàn)兩個字母，這兩個字母可以同時給被試看，或者中間插進短暫的時間間隔，然后

15、要被試指出這一對字母是否相同并按鍵作出反應，記下反應時。 所用字母對有兩種： 讀音和書寫方法都一樣（AA） 讀音相同而寫法不同（Aa） 相繼呈現(xiàn)時，時間間隔為0.5秒、1秒或2秒等，結果如圖所示。,結果： 當兩個字母同時呈現(xiàn)給被試時，Aa對的反應時大于AA對。 AA對同時呈現(xiàn)的反應時小于繼時呈現(xiàn)的反應時，繼時呈現(xiàn)的反應時與Aa對趨同，而Aa對的反應時受同時或繼時呈現(xiàn)的影響很小。,解釋： 根據(jù)減數(shù)法的邏輯，同時呈現(xiàn)AA對與Aa對反應時之差，反映對Aa對的加工中包含了對AA對的加工中所沒有的過程。AA對匹配是在視覺編碼基礎上進行的，而Aa對匹配只能在聽覺編碼的基礎上進行。 從視覺編碼過渡到聽覺編碼

16、，包含了更多的加工，需時更多。 AA對同時呈現(xiàn)和繼時呈現(xiàn)的反應時之差反映的同樣是信息編碼的這種特點。短時記憶先發(fā)生的是視覺編碼，之后發(fā)生了聽覺編碼。,反應時相減法的弱點 實驗者對實驗任務引起的刺激與反應之間的一系列心理過程要有比較精確的預測。 要求相減的任務中共有的心理過程嚴格匹配。,三、反應時新法,斯滕伯格，1969 加因素法的含義 基本前提：人的信息加工過程是由一系列有先后順序的加工階段組成的。 因此，完成一個作業(yè)所需的時間是一系列信息加工階段分別需要的時間的總和，這就是加因素法。,三、反應時新法,（二）相加因素法,相加因素法的邏輯： 如果兩個因素的效應是相互制約的，即一個因素的效應可以改

17、變另一個因素的效應，或者兩者存在交互作用，那么這兩個因素只作用于同一個信息加工階段； 如果兩個因素的效應是分別獨立的，即可以相加，那么這兩個因素各自作用于不同的加工階段。,相加因素法的基本手段： 探索對同一個作業(yè)有相加效應的因素，以區(qū)分該作業(yè)的不同的加工階段，以及辨認他們各自的前后順序。,認知心理研究中的應用： 斯騰伯格有關短時記憶信息提取過程的研究。 實驗任務：給被試看16個數(shù)字（識記項目），然后再呈現(xiàn)一個數(shù)字（測試項目），請被試判定其是否為剛才識記過的，同時開始計時，要求被試按鍵作出是或否的反應，計時也隨即停止。這樣即可確定被試能否提取以及提取所需的時間（反應時間）。,三、反應時新法,認知

18、心理研究中的應用： 通過一系列實驗，從反應時的變化上確定了對提取過程有獨立作用的四個獨立因素，斯滕伯格認為短時記憶信息提取過程包括相應的四個獨立加工階段，如圖。具體實驗參見教材P164。,三、反應時新法,（三）開窗實驗,三、反應時新法,含義：是一種能夠比較直接地測量每個加工階段的時間，而且也能比較明顯地看出這些加工階段的新型反應時技術。由于利用這種方法可以象打開窗戶一樣直接觀察到認知加工過程的階段，所以叫做“開窗”實驗。,認知心理學研究中的應用： 最典型的研究范例為Hamilton（1977）和Hockey(1981)的字母轉換實驗。 實驗任務：給被試呈現(xiàn)1-4個英文字母并在字母后面加上一個數(shù)

19、字n，要求被試說出英文字母表中，每個字母之后的第n個位置的字母。如，呈現(xiàn)“H+2”時，要求被試說出“J”；當呈現(xiàn)“ACFH+4”時，要求被試說出“EGJL”。,三、反應時新法,實驗過程：以KENC+4為例，四個字母相繼呈現(xiàn)，由被試自己按鍵控制，第一次按鍵后出現(xiàn)K，開始記時；接著被試按要求進行出聲轉換，要求說出LMNO；然后再按鍵看第二個字母。如此循環(huán)直到被試最后報告出“OIRG”，停止記時。這樣記錄的是總體的轉換時間。為了進一步區(qū)分各個加工階段的時間，可以對實驗過程各階段的具體時間進行記錄。如從字母出現(xiàn)，到開始出聲的時間就是編碼階段所花的時間；從出聲開始到出聲結束，是轉換階段所花的時間；從出聲

20、結束到下一個字母呈現(xiàn)之間的時間，就是存儲階段所消耗的時間。,三、反應時新法,實驗結果：個體在完成字母轉換任務過程中包含三個加工階段：編碼階段、轉換階段和儲存階段。,三、反應時新法,（一）序列反應時,四、反應時研究新進展,含義 序列學習范式，用以研究人們對序列規(guī)則的無意識獲得。 序列反應時任務是該范式的經(jīng)典任務之一，其以反應時作為反應指標，以序列規(guī)則下的操作成績和隨機序列下的操作成績之差來表示內隱學習的學習量。,（一）序列反應時,四、反應時研究新進展,基本程序和原理 尼森（M.J.Nissen）和比勒姆（P.Bullemer），1987 程序：處于不同空間位置的視覺刺激分別對應不同的反應鍵，每次

21、呈現(xiàn)一個視覺刺激，被試按相應鍵盡快予以反應，該刺激隨即消失，短暫的時間間隔后出現(xiàn)下一個視覺刺激（類似于選擇反應時實驗）。序列反應時范式的特點是刺激呈現(xiàn)序列是有規(guī)律的。,（一）序列反應時,四、反應時研究新進展,舉例 屏幕上從左到右的四個位置依次被設定為位置1、2、3、4，每個位置對應一個按鍵。視覺刺激為一個星狀圖案，并按固定的位置序列（4-2-3-1-3-2-4-3-2-1）呈現(xiàn)，固定序列循環(huán)610次構成一個組段。在實驗前，被試只被告知將要進行的是反應時測試，不知道在任務中刺激是按某個固定但不明顯的模式依次呈現(xiàn)的。并且在多次重復固定位置序列的情況下（812個組段）插入一個隨機的位置序列，之后再恢

22、復固定序列。,（一）序列反應時,四、反應時研究新進展,舉例 結果發(fā)現(xiàn)，盡管被試沒意識到序列規(guī)則的存在，但反應時隨固定系列的重復而逐漸下降。 練習效應？還是內隱學習？ 比較被試對固定序列和隨機序列的反應時，后者顯著大于前者，說明序列學習發(fā)生了。 控制無關變量：外顯學習 反應時任務結束后接受生成任務刺激位置仍按固定序列順序呈現(xiàn)，但被試要根據(jù)屏幕上出現(xiàn)的刺激位置，預測下一個刺激出現(xiàn)的位置。指標是預測的準確度。,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,含義 格林沃爾德（Greenwald，1998），參見書P165。 以反應時為指標，通過一種計算機化的分類任務來測量兩類詞（概念詞與屬性詞）之間的自動

23、化聯(lián)系的緊密程度，繼而對個體的內隱態(tài)度等內隱社會認知進行測量。,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,基本程序 分為七步: （1）呈現(xiàn)概念詞的樣例，要求被試盡快地進行辨別歸類，由系統(tǒng)記錄反應時。 （2）對屬性詞樣例進行歸類反應。 （3）聯(lián)合任務一，要求被試對概念詞與屬性詞的聯(lián)合作出反應。 概念詞與屬性詞有兩種可能關系：相容的和不相容的。相應的設置兩個聯(lián)合任務相容聯(lián)合任務和不相容聯(lián)合任務。 相容，指二者的聯(lián)系與被試內隱的態(tài)度一致，如花-褒義詞；蟲-貶義詞,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,基本程序 （4）對聯(lián)合任務一進行測試。 （5）再次對樣例進行反應，不過交換了左右鍵。 （6）聯(lián)合

24、任務二，和聯(lián)合任務一的反應內容正好相反。 （7）對聯(lián)合任務二進行測試。 相容和不相容聯(lián)合測驗反應時均值相減即為所求得內隱聯(lián)想測驗效應。,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,基本程序,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,基本原理 在社會認知研究中，由于所呈現(xiàn)的刺激多具有復雜的社會意義，其必然引起被試心理的復雜反應，這些刺激可能與內在需要或內隱態(tài)度一致，也可能與之相矛盾，刺激所暗含的社會意義不同，被試的加工過程的復雜程度就會不同，從而反應時的長短也會不同。所以，兩種聯(lián)合任務的反應時之差可以作為概念詞和屬性詞的關系與被試的內隱態(tài)度相對一致性的指標，即內隱聯(lián)想測驗效應。,（二）內隱聯(lián)想測驗

25、,四、反應時研究新進展,評價內隱聯(lián)想測驗存在一些不足： 未考慮速度-準確性權衡（忽略了錯誤率所提供的信息）、反應極值和老年人的反應遲緩等因素。 只能獲得相對內隱態(tài)度評價，無法測量個體對單一概念或更多概念的評價。 如花-蟲內隱聯(lián)想測驗中，內隱聯(lián)想測驗效應的顯著性只表示相對于蟲來說，人們對花更積極，而不能說明人們對花的態(tài)度到底是消極的還是積極的。,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,變式一：Go/No-Go聯(lián)想測驗 諾塞克和巴納吉（Nosek & Banaji,2001） 要求對一些刺激作出反應而忽視另外的刺激。 任務一：對花朵和褒義詞的聯(lián)合作出反應（Go），對花朵和貶義詞的聯(lián)合不作反應（N

26、oGo）。 任務二：與一相反；,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,變式一：Go/No-Go聯(lián)想測驗 對兩個階段的d進行比較。數(shù)據(jù)處理時，采用信號檢測論中的辨別力指數(shù)d為指標，將正確的“Go”反應視為擊中率，將不正確的“Go”反應視為虛報率，將擊中率和虛報率轉為Z分數(shù)后，其差值即為d分數(shù)，然后對兩個階段的d分數(shù)進行比較。 假如任務一中的d比任務二中的d高，則說明被試對花朵持有積極的態(tài)度，反映了被試對花朵的內隱偏好。,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,變式二：外在情感性西蒙任務 有研究者認為，內隱聯(lián)想測驗的特點在于被試對任務的重新編碼（Mierke & Klauer，2001）。

27、花-昆蟲內隱聯(lián)想測驗中，相容聯(lián)合任務為對花-褒義詞按左鍵反應，對昆蟲和貶義詞按右鍵反應，而被試往往會將任務簡化成對所有褒義刺激（包括花）按左鍵，對所有貶義刺激（包括昆蟲）按右鍵，被試對相容任務的重新編碼縮短了相容任務的反應時，提高了內隱聯(lián)想測驗效應。然而，有時被試的重新編碼和所要測量的態(tài)度聯(lián)系無關，這使得所獲得的內隱聯(lián)想測驗效應受污染。,（二）內隱聯(lián)想測驗,四、反應時研究新進展,變式二：外在情感性西蒙任務 概念詞的顯著性（熟悉性）影響被試的重新編碼（Brendl,Markman & Messner，2001）。 概念詞的知覺特征會影響被試的重新編碼 如蛇/河、銀幣/披薩作為一類的反應要快于將蛇/銀幣、河/